ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА ОГРАЖДЕНИЙ ДОМОВ ПОВЫШЕННОЙ ЭТАЖНОСТИ

ТЕПЛОВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ И ТЕПЛООБМЕН ПОВЕРХНОСТЕЙ ОСТЕКЛЕНИЙ

Расчеты скоростей потоков и расходов воздуха (табл. 29) при различных видах фильтрации через остекления показали, что средний удельный расход воздуха, приве­денный к единице площади поверхности остекления, из­меняется в достаточно широких пределах, характерных для натурных условий. Расход воздуха, измеренный по двум коллекторам, имеет некоторый разброс (до 5%). При этом необходимо учесть, что для крупноразмерных моделей (как и для конструкций натурных размеров), в которых формы движения воздушных потоков сложны, очень трудно добиться точного баланса количества вхо­дящего и выходящего воздуха, и полученная точность вполне удовлетворительна.

Температуры по высоте поверхностей остеклений, по данным термопар и скорректированные расшифровкой интерферрограмм (рис. 27), показали их хорошую сходи­мость, и лишь в некоторых случаях есть расхождения примерно на 1,2° С. Изменения температур T-в, TЦ и T ■ п за пределами пограничных слоев определены по интерфер­рограммам. На рис. 28 показаны некоторые из интерфер­рограмм температурных полей исследуемой зоны окон­ного заполнения, а в табл. 30 — изменения коэффициен­тов конвективной теплоотдачи по высоте всех четырех

Таблица 29. Режимы воздушных потоков и расходоб воздуха при различных видах фильтрации через остекления

Серия экспери­мента

V_ Виды фильтрации...

Перепад давле­ния, Н/м2

Темпера­тура воз­духа, °с

Скорость

Потока,

М/с

Расход воздуха, кг/с

Средний удельный расход воздуха, кг/(м'-с)

На

Сквозная ин­фильтрация

9,81 12,26

25,9 33,9

4,08 4,61

0,006 0,007

0,01

Иб

То же

61,8

26

10,23

0,015

0,027

83,38

35,1

12,06

0,017

Ша

Направленная инфильтрация

6,87 6,77

23,6 32

3,4 3,42

0,005 0,005

0,008

Шб

То же

72,1 92,39

22 33,8

10,97 12,69

0,016 0,018

0,029

Шв

»

122,33 160,23

23,5 33,5

14,33 16,68

0,021 0,024

0,037

IVa

Сквозная экс­фильтрадия

8,73 6,97

40,1 25,1

3,93 3,43

0,006 0,005

0,009

IV6

То же

37,28 27,47

40.2

22.3

8,14 6,78

0,012 0,01

0,018

IVJ

»

64,55 48,76

40,9 22,8

10,71 9,04

0,015 0,013

0,024

Va

Направленная эксфильтрация

4,32 3,53

30,1 25,6

2,72 2,44

0,004 0,004

0,006

V6

То же

36,69 26,98

31,9 26,4

7,95 6,76

0,012 0,01

0,018

Vb

»

72.4

49.5

32,1 26,7

11,19 9,13

0,016 0,013

0,025

VI

»

2,94 "2,16

26,6 23,3

2,23 1,9

0,003 0,003

0,005

Примечание. Над чертой дробей — данные, полученные по измерительному коллектору, установленному в холодной камере, под чертой — то же, в теплой камере.

Поверхностей остеклений. Общий анализ рис. 27, 28 и данных табл. 30 показывает следующее.

В формировании температурных полей и условий теплообмена при всех режимах отчетливо сказыва­ется влияние отопительного прибора, находящегося в подоконной части теплой камеры. Это влияние резко воз­растает с увеличением перепада температур At=tB—tH.

При герметичной воздушной прослойке (серия I) теп­лообмен в исследуемой зоне окна развивается в условиях свободной конвекции. Развитие пограничных слоев на наружной поверхности (1) и поверхностях межстеколь­ного пространства (2 и 3) имеет ламинарный характер, а на внутренней поверхности 4 — турбулентный вихре­вой характер, у этой поверхности, кроме того, повышена интенсивность конвективного теплообмена. Порядок ве­личин и характер изменения коэффициентов соответству­ют характеру конвективного теплообмена и согласуются с имеющимися данными других исследований и лите­ратурных источников.

При сквозной инфильтрации воздуха через верхние и нижние щели картина теплообмена меняется, интенсив­ность конвективного теплообмена повышается в целом и особенно резко в районе сквозных щелей. При малых скоростях потока воздуха (серия На) влияние инфиль­трации для средней части воздушной прослойки сказы­вается слабо, но с увеличением скорости картина стано­вится более четкой: теплообмен на поверхности внут­реннего остекления (3) развивается усиленно, а на поверхности 2 ослабляется (см. табл. 30). Это объясня­ется тем, что при увеличении скорости потока воздуш­ная масса сверху и снизу более активно проходит в центральную часть прослойки, происходит «торможе­ние» встречных потоков, отражение воздушных масс в сторону внутренней поверхности (2) наружного остек­ления. В результате на этой поверхности коэффициенты конвективного теплообмена занижены (серия 116, табл. 30).

При направленной инфильтрации, т. е. при движении холодного воздуха в прослойке сверху вниз, картина теп­лообмена имеет еще более четкий, но своеобразный ха­рактер. Своеобразность заключается в том, что холодный воздух, проникая через верхнюю щель наружного остек­ления, устремляется вниз, настилаясь вдоль наружной поверхности (3) внутреннего остекления, и резко увели-

ТЕПЛОВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ И ТЕПЛООБМЕН ПОВЕРХНОСТЕЙ ОСТЕКЛЕНИЙ

ТЕПЛОВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ И ТЕПЛООБМЕН ПОВЕРХНОСТЕЙ ОСТЕКЛЕНИЙ

Рис. 28. Интерферограммы изотерм и профилей температур поперечного сечения окна при режимах испытаний

16 — = 35,4° С • tB = 59,ГС; На — <н = 27,2°С, = 33.8°С, расход воздух в G = 0,01 кг/(м2-с); Ille - Ffi = 25,4°С, = 32,9^С, GCT= 0,037; IV — tH = =СТ41 6°С, tB =>= 46,7°С, Gct = 0,024; Va - <н = 29,5°С, ' tB = 35.5°С, GCT = ^о. иоб; IB = 32.6UC, GCT = 0.005


Таблица 30. Коэффициент конвективной теплоотдачи они, Вт/(м2-К), поверхностей остеклений

Серия экспери­мента

■к

Л л а) £

Се^д. поверхности на высоте, мм

Серия экспери­

У.

06^ поверхности на высоте, мм

О й

CS

35

165

308

452

595

725

Мента

О G С в

35

165

308

452

595

725

1

2

2

2,2

2,4

2,8

3,7

1

6

4,7

4,3

4,1

4,8

7

2

2,9

2,4

2,3

2,2

2,2

1,7

IVa

2

5,7

4,4

3,8

3,7

4

6

3

2,2

2,3

2,3

2,3

3

3,7

3

6,5

5,6

5,2

5,2

5,8

8

4

3,5

3,3

3,3

3,6

4

4,7

4

4,4

4,3

4,2

4,2

4,3

4,4

1

2,7

2,8

2,9

2,9

3,1

4,2

1

6,7

5,8

5,4

5,3

5,8

7

16

2 3

3,2 2,8

3,2 2,9

3

3,1

3,1 3,1

3

3,7

2,6 5,3

IV6

2 3

5

7,9

4,2 6,5

3,7 6,1

3,7 6

4,2 6,4

6 8

4

4,7

4,7

4,7

5

5,5

6,5

4

5,7

5,6

5,5

5,5

5,6

5,7

1

6,1

5,7

5,5

5,5

5,7

6

1

7,9

6,8

6,4

6,4

7

8

Па

2 3

5

3,7

4,6 2,9

4,4 2,8

4,4 2,9

4,8 3,4

5,6 4,2

IVb

2 3

6

7,4

5.1

6.2

4.7

5.8

4,7 5,7

5,2 6,2

6,3 7

4

5,2

4,8

4,6

4,6

4,9

5,6

4

5,7

5,6

5,6

5,6

5,6

5,7

1

1

I

9

S'f

Г*

Z'S

9'e

9'e

*

9

S'9

Fr'9

Z

8

S'6

F

9

F

S's

L'Ј

I 'S

S'S

S

IA

6

8

S'Z

Z'9

6'9

8

£

8

8'S

Z'fr

I'fr

8'e

8'S

S

Z'l

S

S'S

S'S

S

Z

SIII

F

S

8'S

8'S

8'S

6'S

I

S'Z

S'Z

9'Z

Z'z

8

6

I

6'S

8's

6'S

Vf

S'fr

6'f

*

S'S

S's

S'S

6'S

S'9

9'Z

F

S'l

S'l

S'l

S'l

F'l

S

ЯЛ

Z

9'S

6'*

I'S

Z

£

B'f

8't

S'9

S'z

9III

S

S's

S

S

S'S

S'S

S'S

S'S

S'S

S

8*9

6's

T's

T's

Z's

Z'9

I

9'9

9'9

8*9

S'Z

8

Z'6

I

F

8'S

8*8

6'S

Г*

S'fr

F

8'S

Z'S

6'S

S't-

6'fr

6'S

F

Vz

I'S

VZ

I'S

I'S

Vz

S

6'S

S'S

6'*

I'S

S'S

Z'9

£

9'S

Fr'S

Z's

VL

F'f

EIII

F'9

T'9

0

9'*

Z'fr

Z'fr

9'*

T't

Z

Z

J>'9

6'S

Z's

6'S

Z'9

I

L't

S'S

Z's

S'9

8'9

VL

I

V*

S'fr

S'fr

'f

F

Fr

*

L

6'S

S'S

S'S

Fr'S

9

S

S's

S's

S'S

8'C

S'S

S

S'Z

Fr'9

9'S

S'S

9'S

S'9

£

6'S

8'S

S'S

8'8

S's

S

BA

S

9'I

T'l

Z'l

I'S

Z

911!

6'S

Z'S

9'e

8'8

S'f>

I

8

I'Z

8*9

8*9

S'Z

S'L

I

Чивает теплоотдачу этой поверхности. Конвективный теп­лообмен с противоположной поверхности (2) слабее, чем с остальных поверхностей, и еще более ослабляет­ся с возрастанием скорости воздушного потока в про­слойке (см. рис. 27.III, а,б, в). Такое положение, по-ви - димому, связано с образованием в наружных слоях воз­душной прослойки кольцеобразных (ячеистых) застой­ных зон из-за больших скоростей и срывов настилающе­гося воздушного потока у поверхности 3. Это подтверж­дается характером формирования пограничных слоев у поверхностей воздушной прослойки (см. рис. 28.1П, в). При малой толщине пограничного слоя у поверхности 3 коэффициенты теплообмена увеличиваются и, следова­тельно, возрастают тепловые потоки через внутреннее остекление.

Таким образом, в общем теплообмене окна с двойным остеклением при инфильтрации воздуха активную роль играет зона внутреннего остекления, точнее теплообмен в пограничных слоях внутреннего остекления. Очевидно, тепловые потоки, проходящие через внутреннее остекле­ние, соответствуют теплопотерям помещения через за­полнение оконного проема и должны определять его теп­лозащитные свойства.

В связи с этим необходимо отметить характер изме­нения температуры воздуха при инфильтрации по сред­ней вертикальной плоскости воздушной прослойки. Эта температура по своим значениям ближе температурам внутренней поверхности (2) наружного остекления, чем к температурам наружной поверхности (3) внутреннего остекления, т. е. активные изменения температуры возду­ха в прослойке происходят в районе внутреннего остекле­ния, что опять подтверждает вышеуказанное обстоя­тельство. Кроме того, при направленной инфильтрации инфильтрирующий воздух прогревается. Прогрев особен­но большой при малых расходах и скоростях потока. При больших скоростях инфильтрирующего воздуха эф­фект прогрева незначителен.

При исследовании влияния эксфильтрации воздуха на теплотехнический режим окна были рассмотрены три случая: сквозная эксфильтрация, направленная эксфиль - трация с движением воздуха сверху вниз по воздушной прослойке и направленная эксфильтрация с движением воздуха снизу вверх. Все случаи показали, что картина теплообмена в воздушной прослойке имеет полностью
обратный инфильтрации характер (см. рис. 27, 28 и табл. 30).

В случае сквозной зксфильграции при малых скоро­стях потока воздух верхней части объема теплой камеры имеет повышенную температуру из-за скопления нагре­того воздуха, идущего снизу от нагревателей (серия IVa). Это сильно сказывается на формировании температурных полей остекления и воздушной прослойки. По мере уве­личения скорости потока температура воздуха в теплой камере становится более равномерной и температурные поля па остеклениях приобретают хзракторнып вид. Осо­бенностью сквозной эксфильтрация является образова­ние в воздушной прослойке по высоте отдельных цирку­ляционных зон, неустойчивых по своей форме. Вследст­вие этого и формирование пограничных слоев носит не­устойчивый характер, что чрезвычайно затрудняет рас­чет теплообменных характеристик на поверхностях. Ко­эффициенты конвективного теплообмена определены статистическим анализом по нескольким интгрферограм - мам, полученным путем многократных фотосъемок одно­го и того же процесса.

При направленной эксфильтрацип картина конвек­тивного теплообмена более устойчивая, четче проявляет­ся влияние отопительного прибора в подоконной части, но характер изменения температур сохраняется таким же, как и при сквозной эксфильтрацип,

Исследование конвективного теплообмена при напра­вленной эксфильтрацип с движением воздуха через ниж­нюю щель внутреннего остекления вверх по воздушной прослойке с удалением воздуха через верхнюю щель на­ружного остекления проведено пр:. малой скорости воз­душного потока (серия VI). Попытка рассматривать этот процесс при больших скоростях потока никаких резуль­татов не дала, так как температурный режим воздушной прослойки становится близким к равновесному состоянию вследствие прямого попадания нагретою воздуха от ото­пительного прибора непосредственно в воздушную про­слойку. Полученные результаты при малых скоростях дают четкую картину изменения температур. Характер изменения существенно не отличается от температурно­го режима при других видах эксфильтрацип

Анализ результатов определения коэффициентов кон­вективного теплообмена и температурного режима остек­лений при эксфильтрацип показывает, что в противопо­
ложность инфильтрации решающую роль в общем теп­лообмене двойного остекления, хотя и в меньшей сте­пени, играет зона наружного остекления, точнее тепло­обмен в пограничных слоях наружного остекления. Это обстоятельство подтверждается и относительным распо­ложением кривой изменения температуры воздуха по средней вертикальной плоскости воздушной прослойки (особенно при малых скоростях потока воздуха) (рис. 27). Поэтому теплозащитные свойства окон с двойным остеклением при эксфильтрации следует определять по тепловым потокам через наружное остекление. Из расче­тов, выполненных в следующем разделе, будет видно, что между теплотехническими показателями остеклений, рассчитанными при инфильтрации и эксфильтрации, су­ществуют определенные, симметричные зависимости.

В целом анализ данных рис. 27, 28 и табл. 30 свиде­тельствует о взаимосвязи и закономерностях изменения результатов экспериментов всех серий.

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА ОГРАЖДЕНИЙ ДОМОВ ПОВЫШЕННОЙ ЭТАЖНОСТИ

ПРИМЕНЕНИЕ ПЕНОПЛАСТОВ ДЛЯ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ звукопоглощения И ДЕКОРАТИВНЫХ ЦЕЛЕЙ

При сооружении общественных п промышленных зданий за рубежом часто применяют подвесные потолки Д, 141, 142}, На нижней стороне перекрытия прокладывают различные инженерные коммуникации, эдеитропроводку, вентиляционные и етоинтельпые короба, трубопроводы и …

ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕНОПЛАСТОВ НЕПОСРЕДСТВЕННО НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Наружные стены утепляют плитами пенопласта, распола­гая их с наружной стороны, или в середине, или ближе к вну­тренней поверхности стены. Более эффективно располагать утеплитель из пенопласта на наружной стороне степы. При …

ПРИМГ. НГНИ ПЕНОПЛАСТОВ В СТРОИТЕЛЬСТВ*. 1ДЛИИИ И СООРУЖЕНИИ

Первоначально пеноплайты применялись в строительстве в виде полуфабриката, используемого прп возведении и изготов­лении на осройме того или иного конструктивно™ элемента. Применение плит пенопластов для угеп. теипя крыш или обли­цовки степ …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.